【CMT&CHTV 医学前沿·临床经典】
导语：在老龄化社会背景下，非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的发病率不断攀升，对人类健康构成巨大威胁。一项新研究揭示了衰老细胞通过分泌特定脂质分子13-HODE，直接抑制肝脏CAT活性，引发肝脏脂肪变性的分子机制，为NAFLD的防治提供了新的思路和潜在靶点。
随着全球人口老龄化的加剧，与年龄相关的疾病日益成为公共健康领域关注的焦点。非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）作为与年龄增长密切相关的代谢性疾病之一，其发病率逐年上升，对医疗系统构成压力。尽管已知NAFLD与细胞衰老有关，但衰老影响肝脏的具体机制仍不清楚。研究挑战包括探究衰老细胞如何通过信号分子影响肝细胞，以及如何干预这些途径来防治NAFLD。将研究成果转化为临床治疗策略，以应对这一挑战，是当前研究的重点。
Nature Communications杂志发表了一篇题为“Senescence-Associated 13-Hode Production Promotes Age-Related Liver Steatosis by Directly Inhibiting Catalase Activity”的研究文章，对衰老细胞分泌的特定脂质分子如何影响肝脏脂肪变性进行了深入的探讨。
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研究方法
这是一项细胞和分子水平的实验研究，通过对不同年龄阶段的雄性小鼠，进行油红O染色和生化分析，以评估肝脏脂肪变性情况。同时，通过脂质组学分析，研究了衰老肝细胞和巨噬细胞分泌的脂质分子变化。此外，研究还采用了体外细胞培养模型，通过添加特定脂质分子干预，观察对肝细胞脂肪积累的影响，并以脂质积累量、SREBP1（一种转录调控因子）活性及过氧化氢酶（CAT）活性等作为评价指标。
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研究结果
13-HODE与肝脏脂肪变性的相关性
本研究首先观察到，随着年龄的增长，小鼠肝脏中的9-HODE和13-HODE水平显著增加，其中13-HODE与肝脏脂肪变性程度密切相关。通过油红O染色，发现12个月和20个月大的雄性小鼠肝脏中出现明显的脂肪变性现象，而2.5个月大的年轻小鼠则未出现此现象。
此外，通过生化分析，证实了中年和老年小鼠肝脏中甘油三酯（TG）和胆固醇（CHO）水平的升高。这些结果表明，随着年龄的增长，肝脏中特定脂质分子的积累与肝脏脂肪变性的发生有着直接的联系。
注：对12个月大（中年，每组6只小鼠）或20个月大（老年，每组5只小鼠）的小鼠进行肝脏的油红O染色（图a、b）以及肝脏甘油三酯（TG）和总胆固醇（CHO）水平的测定（图c、d）；对照小鼠为2.5个月大；e. 2.5个月或12个月大的小鼠肝切片的P16免疫荧光染色和尼罗红染色；g. 用衰老肝细胞或对照肝细胞的条件培养基处理HepG2细胞24小时，然后进行油红O染色；h–k. 对2.5个月大和12个月大的小鼠进行液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测多不饱和脂肪酸（PUFA）代谢物的轮廓：（h）热图，（i）偏最小二乘判别分析（PLS-DA），（j）重要变量投影（VIP）得分，和（k）显著变化的代谢物的火山图。
图1 衰老的肝细胞诱导了肝脏脂肪变性，中年小鼠肝脏中的9-HODE和13-HODE增加
13-HODE对CAT活性的直接影响
进一步的体外实验发现，13-HODE能够直接抑制肝细胞中CAT的活性。通过表面等离子共振技术，测得13-HODE与CAT的解离常数KD值为2.418 μM，表明13-HODE与CAT之间存在直接的相互作用。
此外，实验还发现13-HODE处理的肝细胞中，CAT活性下降，同时伴随着肝脏中活性氧（ROS）水平的上升。这些结果揭示了13-HODE通过抑制CAT活性，导致氧化应激增加，进而促进肝脏脂肪变性的分子机制。
13-HODE对SREBP1信号通路的调控
研究还发现，13-HODE能够通过抑制CAT活性，激活SREBP1信号通路，进而促进肝脏脂肪积累。通过Western blot分析，证实了13-HODE处理的肝细胞中，SREBP1的剪切活化形式增加，同时其下游的脂肪酸合成相关基因FASN、THRSP、CD36等表达水平上升。此外，通过RNA测序分析，发现13-HODE处理的肝脏中，与脂质代谢相关的基因表达发生显著变化，进一步证实了13-HODE在肝脏脂质代谢中的重要作用。
CAT过表达对肝脏脂肪变性的保护作用
为了验证CAT在肝脏脂肪变性中的作用，研究者通过腺相关病毒（AAV）介导的CAT过表达，发现在13-HODE诱导的肝脏脂肪变性小鼠模型中，CAT过表达可以显著减轻肝脏脂肪变性的程度。通过油红O和尼罗红染色，观察到CAT过表达小鼠肝脏中的脂质积累明显减少。此外，生化分析也证实了CAT过表达小鼠肝脏中TG含量的降低。这些结果表明，提高CAT活性可以有效地减轻由13-HODE引起的肝脏脂肪变性。
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总结讨论
该研究揭示了衰老细胞通过分泌13-HODE促进肝脏脂肪变性的新机制，为理解衰老如何影响代谢性疾病提供了新的视角。其次，研究明确了CAT作为13-HODE作用的直接靶点，为未来开发针对CAT的激活剂或稳定剂提供了理论基础。此外，通过提高CAT活性来减轻肝脏脂肪变性的策略，为NAFLD的治疗提供了新的思路。
然而，该研究主要基于动物模型和体外细胞实验，未来还需要在临床样本中进一步验证13-HODE与肝脏脂肪变性之间的关系，以及CAT在人类NAFLD中的作用。总之，本研究不仅丰富了我们对NAFLD发病机制的认识，也为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。
参考文献
DUAN J, DONG W, WANG G, et al. Senescence-associated 13-HODE production promotes age-related liver steatosis by directly inhibiting catalase activity[J]. Nat Commun. 2023 Dec 9;14(1): 8151. doi: 10.1038/s41467-023-44026-z
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编辑：耳东
二审：且行
三审：清扬
排版：半夏
封面图源：Pixabay
